2023-2024学年上海市华东师大二附中高三（上）开学物理试卷

波动

• 1．波动是自然界最为常见的运动，自然界的波包括机械波、电磁波和物质波等，它们的产生和传播等有许多相似的特点，也有许多不同之处。
  （1）机械振动和机械波
  ①声波不能在月球上传播是因为：形成机械波必须要有振动的波源和传播振动的

  ；声波从空气中传到水中，

  不变，由于

  会变化引起

  的变化。
  ②弹簧振子做简谐运动，振幅为0.4cm,周期为0.5s,计时开始时具有正向最大加速度，则它的位移公式是

  。
  A.

  x

  =

  4

  ×

  10

  -

  3

  sin

  （

  4

  πt

  +

  π

  2

  ）

  m

  
  B.

  x

  =

  4

  ×

  10

  -

  3

  sin

  （

  4

  πt

  -

  π

  2

  ）

  m

  
  C.

  x

  =

  4

  ×

  10

  -

  3

  sin

  （

  2

  πt

  +

  π

  2

  ）

  m

  
  D.

  x

  =

  4

  ×

  10

  -

  3

  sin

  （

  2

  πt

  -

  π

  2

  ）

  m

  
  ③一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是

  。
  
  A．该横波沿x轴负方向传播
  B．质点N该时刻向y轴负方向运动
  C．质点L经半个周期将沿x轴正方向移动
  D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
  （2）电磁波（图丙）
  ①电磁波和机械波的不同是电磁波可以在

  ，而机械波则不能；电磁波是

  （填“横波”或“纵波”），横波和纵波最大的不同是横波有

  现象，而纵波则没有。
  ②从2018年底开始，美国就陆续对华为进行了打击和制裁，甚至宁可自损八百，也要千方百计的打压华为，究其原因，其中一个就是华为5G技术已领跑世界。5G通信相较于4G通信，利用的电磁波频率更高，数据传输更快，下列说法正确的是

  。
  A．5G信号相比于4G信号更不容易发生衍射
  B．5G信号和4G信号都是电磁波，在空中相遇会发生干涉现象
  C．5G信号在空中传播的速度大于4G信号在空中传播的速度
  D．5G信号利用的电磁波频率高、能量大，也可以用来杀菌消毒
  ③如图丁所示为氢原子的能级示意图。氢原子可在各能级间发生跃迁，设从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的电磁波的波长为λ₁，从n=4能级跃迁到n=2能级辐射的电磁波的波长为λ₂，从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的电磁波的波长为λ₃，则下列关系式中正确的是

  。
  A．λ₃＞λ₂
  B．λ₁＞λ₂
  C．λ₁＞λ₃
  D.

  1

  λ

  1

  =

  1

  λ

  2

  +

  1

  λ

  3

  
  （3）物质波（图戊）
  2003年全美物理学家的一项调查中评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯•杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验。从辐射源辐射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明

  。
  A．光具有波动性
  B．光具有波粒二象性
  C．微观粒子也具有波动性
  D．微观粒子也是一种电磁波
  组卷：49引用：1难度：0.6

  解析

汽车运动问题的研究

• 2．交通法规定，汽车出现故障停在道路上时，应在车后放置如图所示的三角警示牌，提醒后面驾车的驾驶员减速避让。在夜间，某乡村道路上有一车辆因故障停车，后面有一货车以20m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，又有大雾，货车驾驶员只能看清前方20m的物体，并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度大小为5m/s²，取g=9.8m/s²，则：
  （1）有关货车刹车的时间与距离，回答以下问题：
  ①货车从发现情况到最终停止所用的最短时间为

  s；
  ②若以货车内驾驶员发现前方警示牌开始计时，制动后货车以最大加速度减速，则t=6s内货车的位移为

  。
  A．30m
  B．40m
  C．47m
  D．52m
  ③为了避免相撞，故障车司机将三角警示牌至少要放在故障车辆后

  m处，就一定能避免两车相撞。
  （2）货车车厢的水平底板上有一质量为20kg的箱子，在货车制动后箱子相对底板并不滑动，则：
  ①箱子和底板间的动摩擦因数至少为

  。
  ②在货车制动过程中

  。
  A．底板对箱子做正功
  B．底板对箱子不做功
  C．底板对箱子冲量水平向后
  D．底板对箱子冲量斜向上方
  （3）如果货车前、后轮半径分别为0.3m和0.4m,货车行驶时轮与地面不打滑，则：
  ①前、后轮边缘上两点向心加速度之比为

  。
  A．1：1
  B．3：4
  C．4：3
  D．16：9
  ②货车车速为20m/s时，后轮的角速度为

  （要写单位）。
  组卷：26引用：1难度：0.4

  解析

热学问题研究

• 5．把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图1所示的装置，在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内。如果不计油柱与管壁间的摩擦和外界大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。
  
  （1）关于瓶内气体，下列说法中正确的有

  。
  A、温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变
  B．温度升高时，瓶内气体分子的动能都增大
  C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多
  D．温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体
  （2）改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V-T图象如图2所示。已知大气压强p₀=1×10⁵Pa,则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为

  J。若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加了

  J。
  （3）已知1mol任何气体在压强p₀=1×10⁵Pa,温度t₀=0℃时，体积约为V₀=22.4L。瓶内空气的平均摩尔质量M=29g/mol,体积V₁=2.24L，温度为t₁=25℃。试估算瓶内空气的质量

  g。
  （4）热力学温度的0K只能无限接近，而不可能达到。利用本实验能否得到绝对零度的值？
  请回答能与不能，如果能请说明基本过程

  ，

  。
  组卷：62引用：1难度：0.3

  解析

电磁炮

• 6．如图所示为某研究小组设计的电磁炮供弹和发射装置。装置由倾角θ=37°的倾斜导轨和水平导轨在AB处平滑连接而成，电磁炮发射位置CD与AB相距x=0.4m,倾斜导轨处有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B₁，ABCD区域无磁场，CD处及右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B₂。倾斜导轨顶端的单刀双掷开关可连接阻值R=1.5Ω的电阻和电容C=1.0F的电容器。质量m=2.0kg、长度L=1.0m、电阻r=0.5Ω的金属杆ab代替电磁炮弹，金属杆与倾斜导轨间动摩擦因数均为μ₁=0.2，和ABCD区域导轨之间动摩擦因数为μ₂=0.5，CD右侧导轨光滑且足够长。供弹过程：开关打到S₁处，金属杆从倾斜导轨某个位置及以上任意位置由静止释放，金属杆最终都恰好精确停在CD处；发射过程：开关打到S₂处，连接电压U=100V电容器，金属杆从CD位置开始向右加速发射。已知导轨间距为L=1.0m,sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s²，不计空气阻力。
  （1）供弹过程
  ①金属杆运动到AB时刻，杆ab中电流方向为

  （填“a-b”或“b-a”），a端电势

  于b端电势（填“高”、“低”或“等”）。
  ②金属杆到达AB处时速度为

  m/s,从AB到CD所用时间为

  s。
  ③为精确供弹，磁感应强度B₁的大小为

  T。
  ④如果某次金属杆在倾斜轨道上距AB所在水平面高5m处由静止释放，运动到AB过程中电阻R的发热量；
  （2）发射过程
  ①如果CD右侧导轨光滑且足够长，则开关打到S₂处后金属杆的运动情况为

  。
  A、匀加速运动
  B、先是加速度变小的加速运动，后是匀速运动
  C、匀速运动
  D、先是加速度变大的加速运动，后是匀速运动
  ②当B₂多大时，金属杆发射的最终速度最大？最大速度为多少？
  （3）某次充填过程中，操作员没有给电容器充电，然后将倾斜导轨顶端的单刀双掷开关错误地打到S₂处后静止释放金属杆，试分析说明金属杆在倾斜轨道将做什么运动？如果B₁=3T，金属杆的释放点离AB的距离为10m,则金属杆从释放到下滑到AB的时间为多少？
  组卷：130引用：1难度：0.1

  解析